Однофазные асинхронные двигатели

В быту и в технике там, где нужны двигатели небольшой мощности, часто используются так назы­ваемые однофазные асинхронные двигатели. Однофаз­ный двигатель отличается от трехфазного конструкцией статорных обмоток, приспособленных к однофазной сети. Ротор этих двигателей ввиду их малой мощности всегда выполняется короткозамкнутым в виде беличьего колеса и ничем не отличает­ся от ротора трехфазного двигателя.

Если обмотку однофазного двигателя включить в сеть, то протекающий по ней переменный ток будет возбуждать в машине, пока ее ротор неподвижен, пе­ременное магнитное поле, ось которого тоже непод­вижна. Следователь­но, при наличии одной обмотки начальный пуско­вой момент однофазного двигателя равен нулю, такой двигатель самостоятельно не сможет тронуть­ся с места. Если с помощью какой-либо внеш­ней силы сообщить ротору некоторую скорость вра­щения, то он начнет вращаться.

Пуск в ход однофазных двигателей осуществля­ется с помощью того или иного пускового устройства. Работа этих устройств основана на использовании свойства двух магнитных потоков, смещенных в про­странстве на 90° и сдвинутых по фазе на π/2, созда­вать вращающее магнитное поле.

 

15.8. Однофазные двигатели с пусковой обмоткой. На статоре такого двигателя кроме рабочей обмотки РО находится так называемая пусковая обмотка ПО, по­вернутая в пространстве относительно рабочей обмот­ки на 90° (рис. 15.4). В момент пуска пусковая об­мотка замыкается кнопкой К, и в результате транс­форматорной связи в ней возникает ток, сдвинутый по фазе относительно питающего тока почти на π/2.

Рис. 15. 4

 

Эти токи создают вращающее магнитное поле, кото­рое и разгоняет ротор. После разгона пусковая об­мотка размыкается и в дальнейшей работе двигате­ля не участвует. Двигатели с таким пуском встреча­ются иногда в бытовых стиральных машинах.

 

Конденсаторные двигатели.

 В этих двигателях рабочая и пусковая обмотки статора также смещены на статоре друг относительно друга на 90°. На время пуска пусковую обмотку ПО подключают к сети с помощью кнопки К через конденсатор С (рис. 15.5), благодаря которому ток в пусковой обмотке отлича­ется по фазе от тока в рабочей обмотке на π/2, чем и обеспечивается разгон ротора.

Рис. 15. 5

 

В некоторых двигателях используются два па­раллельно включенных конденсатора С ₁ и С ₂ – оба используются при запуске, а один из них (С ₂) оста­ется включенным и во время работы двигателя, бла­годаря чему обе обмотки являются рабочими (рис. 15.6).

Конденсаторные двигатели имеют лучшие пуско­вые и рабочие характеристики по сравнению с други­ми однофазными двигателями, поэтому они получили наиболее широкое распространение.

 

Рис. 15. 6

 

15.10. Однофазные двигатели с расщепленными по­люсами.

Статор двигателей очень малой мощности часто делают с явно выраженными полюсами, при­чем каждый полюс разрезан, а на одну его часть на­дето медное кольцо, играющее роль пусковой обмот­ки (рис. 15.7). Под действием переменного магнит­ного потока, создаваемого обмоткой статора, в кольце индуцируется ЭДС, отстающая по фазе от потока на 90^о, эта ЭДС создает в кольце ток. Поскольку сопро­тивление кольца практически чисто активное, этот ток совпадает по фазе с ЭДС и отстает от потока обмотки тоже на 90^о. Этот ток в кольце создает свой магнитный по­ток, совпадающий с ним по фазе. Таким образом, под полюсом действуют два сдвинутых по фазе на 90^о магнитных потока, образуя вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле и увлекает за собой короткозамкнутый ротор. Двигатели с расщепленными полюсами широко применяются для маломощного привода (кинопроек­торы, вентиляторы и т.п.).

Рис. 15. 7

15.11. Включение трехфазных двигателей в однофаз­ную сеть.

Во многих случаях трехфазные асинхрон­ные двигатели можно включать в однофазную сеть переменного тока. На рис. 15.8, а и б показа­ны схемы включения трехфазных двигателей, у кото­рых выведены лишь по три конца обмоток. Конден­сатор С создает дополнительный сдвиг по фазе меж­ду током и напряжением, обеспечивая начальный пусковой момент.

Рис. 15. 8

 

Величина этого конденсатора рас­считывается или подбирается так, чтобы обеспечить примерное равенство всех трех фазных токов. На ри­сунках 15. 8, в и г показаны схемы включения трех­фазных асинхронных двигателей, у которых выведе­ны все шесть концов статорной обмотки. Включение трехфазных двигателей в однофазную сеть позволя­ет получать от них лишь 40-50% от их номиналь­ной мощности в трехфазном режиме.

 

Тесты рубежного контроля 12, 13, 14.